Файл: Мнтоды кодирования данных.pdf

Также планируется применить квантовые генераторы случайных чисел и шифрование, устойчивое к квантовым алгоритмам.

Конечно же, квантовое направление криптографической защиты информации очень перспективно, так как квантовые законы позволяют вывести методы защиты информации на качественно новый уровень.

В США и Европе сейчас уже существуют квантовые коммуникационные сети, но все они находятся в статусе исследовательских, а не коммерческих проектов.

Китай продвинулся несколько дальше основных конкурентов, но до коммерциализации соответствующих проектов и технологий еще далеко и ему.

В 2016 году в Китае был запущен первый в мире спутник с квантовым шифрованием, с помощью которого тестировалась программа обеспечения квантовых коммуникаций на больших расстояниях в условиях, когда прокладка кабелей невозможна. [19]

На установленном оборудовании спутника реализуется канал связи на основе пар так называемых запутанных фотонов - субатомных частиц, свойства которых зависят друг от друга.

Ведутся разработки квантового кодирования данных и для мобильных устройств, как на­деж­ный в тео­рии метод за­щи­ты ка­на­лов связи от подслушива­ния, од­на­ко на прак­ти­ке ре­а­ли­зо­вать его пока до­воль­но труд­но. На обоих кон­цах ка­на­ла долж­на быть уста­нов­ле­на слож­ная ап­па­ра­ту­ра - ис­точ­ни­ки оди­ноч­ных фо­то­нов, сред­ства управ­ле­ния по­ля­ри­за­ци­ей фо­то­нов и чув­стви­тель­ные де­тек­то­ры. При этом для из­ме­ре­ния угла по­ля­ри­за­ции фо­то­нов необ­хо­ди­мо точно знать, как ори­ен­ти­ро­ва­но обо­ру­до­ва­ние на обоих кон­цах ка­на­ла. Из-за этого кван­то­вая крип­то­гра­фия не под­хо­дит для мо­биль­ных устройств. [19]

Уче­ные из Бри­столь­ско­го уни­вер­си­те­та пред­ло­жи­ли схему, при ко­то­рой слож­ное обо­ру­до­ва­ние необ­хо­ди­мо толь­ко од­но­му участ­ни­ку пе­ре­го­во­ров. Вто­рой лишь мо­ди­фи­ци­ру­ет со­сто­я­ние фо­то­нов, ко­ди­руя этим ин­фор­ма­цию, и от­прав­ля­ет их об­рат­но. Ап­па­ра­ту­ру для этого можно раз­ме­стить в кар­ман­ном устрой­стве. Ав­то­ры пред­ла­га­ют и ре­ше­ние про­бле­мы ори­ен­та­ции обо­ру­до­ва­ния. Из­ме­ре­ния про­из­во­дят­ся в слу­чай­ных на­прав­ле­ни­ях. Спи­сок на­прав­ле­ний может быть опуб­ли­ко­ван от­кры­то, но при рас­шиф­ров­ке будут учи­ты­вать­ся толь­ко сов­па­да­ю­щие на­прав­ле­ния. Ав­то­ры на­зы­ва­ют метод «неза­ви­си­мым от си­сте­мы от­сче­та кван­то­вым рас­пре­де­ле­ни­ем клю­чей»: rfiQKD.

3.1. Развитие квантового кодирования данных в России

Исследователи из Санкт-Петербургского университета Информационных технологий, механики и оптики (ИТМО) создали систему квантовой связи для защищенной передачи данных на основе принципиально нового подхода. Система позволит передавать данные на расстояния более 250 километров, что не уступает самым современным зарубежным устройствам. Результаты исследования опубликованы в журнале Optics Express.

Исследователи из университета ИТМО создали систему квантовой связи на основе кодирования квантовой информации на так называемых боковых частотах. Квантовая информация передается отстройкой дополнительных частот в спектре относительно центральной частоты. В линии связи могут существовать помехи, которые изменяют параметры передаваемых сигналов и приводят к ошибкам при приеме информации. При передаче информации сигналом только одной частоты невозможно узнать, связано ли его изменение с кодированием, осуществленным отправителем, или со случайной помехой на линии. Это не позволяет обнаружить ошибку. В новом методе все частоты спектра передаются единым импульсом, и при наличии помехи на линии связи все они изменятся синхронно, сохранив сдвиг, кодирующий информацию.

Данный метод способен обеспечить передачу в одном оптоволоконном кабеле большого числа потоков данных на разных частотах. Более того, такие потоки могут подаваться на существующие линии связи одновременно с традиционными сигналами. В дальнейшем разработчики собираются создать полноценную квантово-криптографическую систему связи и подготовить стандарты, которые позволят осуществить её внедрение.

Компания "КриптоПро" и РКЦ объединили усилия в создании новой системы шифрования, сочетающей квантовые методы передачи данных и классические криптографические протоколы. [20]

Где они решили попытаться "встроить" квантовые технологии в уже существующие массовые криптосредства. Для этого ключи, полученные с помощью протоколов классической криптографии и переданные по квантовым каналам, будут "смешиваться". Безопасность информации будет обеспечена, даже если всего один из двух протоколов распределения ключей - классический или квантовый - останется стойким.

АО "Газпромбанк" начало использование первой в России линии защищенной квантовой связи на технологиях РКЦ, где были соединены два здания в Москве 30-километровой линией квантовой связи.

Вывод: Передача информации при квантовом методе кодирования данных в настоящее время продолжается развиваться, однако разработчикам приходится преодолевать значительные трудности, возникающие из-за нерешенных проблем, связанных со скоростью обработки данных и информации при обработке ресурсоемких операций, а также не совершенствования технологического оборудования.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Развитие квантовых технологий, основанных на ее необычных свойствах, влияют на основы и дальнейшее развитие методов кодирования данных и информационное пространство, что приведет к принципиально новым подходам методов кодирования информации и разработке более совершенного оборудования.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. А. В. Антопольский. Информационные ресурсы России. - М.: Либерия, 2014. - 424 c.

2.В. М. Белов. Теория информации. - М.: РиС, 2016. - 143 c.

3. А. А. Бирюков. Информационная безопасность: защита и нападение. - М.: ДМК Пресс, 2013. - 474 c.

4. В. П. Божко. Информатика: данные, технология, маркетинг. — М.: Финансы и статистика, 2014. - 224 c.

5. Д.М. Голубчиков. «Применение квантовых усилителей для съема информации с квантовых каналов распределения ключа», Известия ТТИ ЮФУ. 2008. №1(78) С.119.

6. Д.М. Голубчиков. «Анализ способов съема информации с квантового канала распределения ключа и методы их обнаружения», Современные информационные технологии – 2007: материалы докладов Всероссийской НТК с международным участием. 2007.

7. Д.М. Голубчиков. «Анализ возможности использования квантового усилителя для съема информации с квантового канала распределения ключа и методы его обнаружения», Информационные системы и технологии 2007: материалы Всероссийской научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых специалистов. Обнинск. 2007.

8. О. В. Генне, ООО «Конфидент», «Основные положения стеганографии». Опубликовано: журнал «Защита информации. Конфидент», №3, 2000

9. Р. Г. Госманов. Основы информационной безопасности. - СПб.: Лань, 2016. - 324 c

10. Килин Я., Д. Б. Хорошко, А. П. Низовцева Квантовая криптография: идеи и практика / Под ред. С.—Минск: Беларуская навука, 2007.

11. А. А. Малюк. Теория защиты информации. - М.: РиС, 2015. - 184 c.

12. К. Е. Румянцев, Голубчиков Д. М. Квантовая связь и криптография: Учебное пособие. – Таганрог: Изд-во ТТИ ЮФУ, 2009. – 122 с.